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singular matrix

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一次元拡散方程式のシミュレーションのプログラミングを作成しています。一通りシミュレーションの計算までプログラムを組んで実行しようとしたところ、「singular matrix」というエラーが発生してしまいました。行列に問題があるときにでるエラーとのことですが、どこに問題があるかさっぱりわかりません。どなたかご指摘いただけないでしょうか?

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import math
import matplotlib.animation as animation

T = 2
nx = 41
nt = 201
dx = math.pi/(nx-1)
dt = 0.01
du = 0.3
alpha = 0.1
beta = 1.0
gamma = 10.0
X = np.linspace(0,math.pi,nx)

#初期条件
u1 = []
u2 = []
u3 = []
for i in range(nx):
  x = dx*i
  u1.append(math.cos(x)+math.cos(7*x))
  u2.append(math.cos(x)+math.cos(7*x))
  u3.append(math.cos(x)+math.cos(7*x))

fig = plt.figure()
ims = []
for t in range(0,nt):
  for i in range(1,nx-1):
    u1[i] = u1[i]+alpha*dt/(dx*dx)*(u1[i+1]-2*u1[i]+u1[i-1])
    u2[i] = u2[i]+beta*dt/(dx*dx)*(u2[i+1]-2*u2[i]+u2[i-1])
    u3[i] = u3[i]+gamma*dt/(dx*dx)*(u3[i+1]-2*u3[i]+u3[i-1])
    im1 = plt.plot(X,u1,label="D=0.1")
    im2 = plt.plot(X,u2,label="D=1.0")
    im3 = plt.plot(X,u3,label="D=10.0")
    ims.append(im1+im2+im3)


plt.grid()
plt.xlabel("x")
plt.ylabel("u")
anim = animation.ArtistAnimation(fig, ims)
plt.show()
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  • jbpb0

    2021/06/06 20:27

    fig =...以降のグラフ作る部分をコメント化して、下記のように変えてください
    (インデントは元のを維持したまま)

    #fig = plt.figure()
    #ims = []
    for t in range(0,nt):
    for i in range(1,nx-1):
    u1[i] = u1[i]+alpha*dt/(dx*dx)*(u1[i+1]-2*u1[i]+u1[i-1])
    u2[i] = u2[i]+beta*dt/(dx*dx)*(u2[i+1]-2*u2[i]+u2[i-1])
    u3[i] = u3[i]+gamma*dt/(dx*dx)*(u3[i+1]-2*u3[i]+u3[i-1])
    #im1 = plt.plot(X,u1,label="D=0.1")
    #im2 = plt.plot(X,u2,label="D=1.0")
    #im3 = plt.plot(X,u3,label="D=10.0")
    #ims.append(im1+im2+im3)
    #plt.grid()
    #plt.xlabel("x")
    #plt.ylabel("u")
    #anim = animation.ArtistAnimation(fig, ims)
    #plt.show()

    上記の下に、下記を追加してください

    print(u1)
    print(u2)
    print(u3)

    そして実行して、上記追加したprint()の結果を見てください

    キャンセル

  • lucy-0333

    2021/06/06 20:58

    確認したところ、u3について[2.0,nan,nan,nan…,]という形で欠損値?のようなものが生まれていました。

    キャンセル

  • lucy-0333

    2021/06/06 21:09

    わかりました。安定条件を考えずにやっていたのが原因のようです。何とか解決させることができました!ありがとうございました!

    キャンセル

回答 1

checkベストアンサー

0

fig =...以降のグラフを作る部分を全部コメント化して、下記のように変えてください

#fig = plt.figure()
#ims = []
for t in range(0,nt):
  for i in range(1,nx-1):
    u1[i] = u1[i]+alpha*dt/(dx*dx)*(u1[i+1]-2*u1[i]+u1[i-1])
    u2[i] = u2[i]+beta*dt/(dx*dx)*(u2[i+1]-2*u2[i]+u2[i-1])
    u3[i] = u3[i]+gamma*dt/(dx*dx)*(u3[i+1]-2*u3[i]+u3[i-1])
    #im1 = plt.plot(X,u1,label="D=0.1")
    #im2 = plt.plot(X,u2,label="D=1.0")
    #im3 = plt.plot(X,u3,label="D=10.0")
    #ims.append(im1+im2+im3)

#plt.grid()
#plt.xlabel("x")
#plt.ylabel("u")
#anim = animation.ArtistAnimation(fig, ims)
#plt.show()


上記の下に、下記を追加してください

print(u1)
print(u2)
print(u3)


そして実行して、上記追加したprint()の結果を見てください
そうすれば、何が悪いか分かると思います

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